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Im Nichtwohnbereich ist der Warmwasserbedarf relativ gering

Grundwasser-Wärmepumpen decken hohen Bedarf

23.05.2011, 00:00

Schule mit Ansaugrohr der Wärmepumpe
Diese Schule in Fürth kombiniert Wärmepumpe und Fotovoltaik. © BWP

Wärmepumpen haben einen festen Platz im Markt für energieeffiziente Wärmerzeuger. Mittlerweile werden sie auch verstärkt für Nichtwohngebäude verwendet - in Büro- und Schulbauten ebenso wie im Gewerbe oder in der Industrie.

Das Prinzip, das der Wärmeumpe zugrunde liegt, bleibt dabei das gleiche: Die Temperatur der Wärmequelle - also der Luft, des Grundwassers oder des Erdbodens - sollte möglichst hoch sein und die Vorlauftemperatur des Heizverteilsystems möglichst niedrig. Daher werden wie im Wohnbereich auch bei Nichtwohngebäuden häufig Flächenheizungen verwendet. Da in der Regel die Nutzfläche und somit auch der Wärmebedarf größer sind als bei Wohngebäuden, müssen auch die Wärmepumpen mehr Leistung besitzen. "Diese kann schnell zehn Mal höher sein als im Wohnbereich", sagt Karl-Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP). In solchen Fällen würden Großwärmepumpen installiert oder mehrere kleinere Modelle in Kaskaden geschaltet. "Letzteres ist vor allem bei Luftwärmepumpen der Fall", so Stawiarski.

Hersteller wie etwa Viessmann, Ochsner oder IDM haben spezielle Großwärmepumpen im Angebot. Während sich der Wärmebedarf auf einem hohen Niveau befindet, ist der Verbrauch von Warmwasser in Nichtwohngebäuden meist relativ gering. Planer sollten daher laut Stawiarski ein besonderes Augenmerk auf die Warmwasserversorgung legen. Häufig sei es sinnvoll zu prüfen, ob dezentrale kleine Warmwasserbereiter wie Durchlauferhitzer in den einzelnen Waschräumen die energiesparendere Alternative sind - im Vergleich zu einer zentralen Lösung mittels Wärmepumpe.

Neben dem Heizen lassen sich Wärmepumpen auch sehr gut für die Kühlung von Räumen nutzen. Dies geschieht besonders in Nichtwohngebäuden sehr häufig. Beispiel dafür ist das Logistikzentrum des Transportdienstleisters Panalpina in Nürnberg. Die 81 Erdwärmesonden erbringen dort eine Heizleistung von 560 Kilowatt und eine Kühlleistung von 275 Kilowatt. Wer eine solche Doppelfunktion der Wärmepumpe in Betracht zieht, solle zunächst die gewünschte Kühlleistung genau berechnen, rät Stawiarski. Anschließend sei abzuwägen, ob diese über eine passive oder eine aktive Kühlung bereit gestellt wird.

Für die passive Variante eignet sich besonders eine Grundwasser-Wärmepumpe. Die Wärme, die aus dem Gebäude abgeführt wird, fließt über das Grundwasser ab. Erdwärmesonden sind dagegen in ihrer Kühlleistung begrenzt, da abgeführte Wärme im Erdboden bleibt und dieser sich somit im Laufe der Zeit aufheizt. Generell sei aber auch die Kühlung mithilfe von Erdwärmesonden eine effiziente Methode, so Stawiarski. Sie bietet den Nutzern von Erdwärmepumpen zudem einen weiteren Vorteil: Die Temperatur des Erdbodens wird nicht langfristig einseitig verändert, da er im Sommer Wärme speichert und sie im Winter wieder abgibt.

Generell können auch bei Nichtwohngebäuden alle Arten von Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Laut Stawiarski sind Grundwasser-Wärmepumpen aber vor allem bei Projekten mit hohem Wärme- und gegebenenfalls Kältebedarf interessant. Erst in solchen Fällen lohnen sich die aufwändigen Messungen der Wasserzusammensetzung vor der Bohrung sowie die regelmäßigen Kontrollen während des Betriebs. "Grundwasser-Wärmepumpen sind zudem im hohen Leistungsspektrum meist deutlich günstiger in der Wärmequellen-Erschließung als Erdsonden", fügt der BWP-Geschäftsführer hinzu.

Nicht das Grundwasser, sondern der städtische Abwasserkanal dient dem Rathaus der Stadt Fürth als Wärmequelle. Wärmetauscher entziehen dem Wasser die Wärme. Die Wärmepumpe bringt diese dann auf die benötigte Temperatur. Sie besitzt eine Heizleistung von 300 kW. An extrem kalten Tagen wird die Wärmepumpe von einem Gaskessel für die Spitzenlast unterstützt. Die Kombination von Wärmepumpe und einem Gas- oder Öl-basierten Wärmeerzeuger ist laut Stawiarski gerade bei Großanlagen eine bevorzugte Lösung. Allerdings sollte dabei die Wärmepumpe die Hauptlast tragen. "Zu empfehlen ist, dass die Wärmepumpe mindestens 90 Prozent des Wärmebedarfs bereitstellt, damit man die kostenlose Umweltwärme möglichst umfassend nutzt", meint der Experte.

Auch für das Bereitstellen der Antriebsenergie lassen sich verschiedene Technologien einbinden. So sind in der Firmenzentrale des Modekonzerns S.Oliver acht Erdwärmepumpen im Einsatz, um eine Nutzfläche von 14 000 Quadratmetern zu erwärmen. Die Hälfte davon sind Gas-Wärmepumpen. In der Regel reichen vier Pumpen aus, um den Gesamtwärmebedarf zu decken. Die Verantwortlichen können somit flexibel entscheiden, ob sie die Antriebsenergie aus dem Stromnetz oder den Gasmarkt beziehen. Bei der Fürther Otto-Seeling-Schule ergänzen sich Fotovoltaik-Anlage und Erdwärmepumpe. Zum einen wird die Pumpe durch den Strom aus der Sonne angetrieben. Zum anderen sorgt das Erdwärmesystem für die Kühlung der Fotovoltaikanlage.

von unserem Redakteur Markus Strehlitz

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